變質量問題的教學研究

馬越 曹麗萍

摘 要：變質量問題一直是理論力學教學的重難點，也是學生在學習的過程中難以攻克的環節。本文將從教師教學角度出發，討論如何轉變教學模式，使學生更容易理解并掌握變質量知識體系。

關鍵詞：變質量;質點系;教學

中圖分類號：G4???? 文獻標識碼：A????? doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.16.075

理論力學是物理專業學生的一門基礎理論課程，也是需要學生運用高等數學作為工具處理物理問題的一門課程。因此，在學習本門課程的過程中，需要學生對于宏觀機械運動的概念以及規律有系統的理解，而且能掌握處理實際物理問題的方法。在學生學習質點組力學的問題時，發現變質量物體運動模塊具有理論性強、研究模型靈活等特點。學生在學習的過程中常常覺得困難，理論知識接受程度不高，存在解題思路僵化的問題。因此，提高學生在解決變質量問題的能力是每一位物理教師的“攻堅戰”，其將在教學的過程體現出來。

1 變質量物體運動在教學中存在的物理問題

理論力學教材中變質量物體的運動相關問題所占篇幅較少，但知識點本身的運用卻較多，并且學生在學習的過程中普遍感到不易理解、學習的過程中容易陷入固定思維，從而出現一些常見錯誤。因此，高校教師如何利用有限的課時計劃讓學生充分理解概念并能加以運用，是每一位教師必須思考的課題。在學生學習的過程中，常出現的問題有以下幾點：（1）受普通物理力學的影響，在變質量物體的研究對象選取上較受限制，如火箭的變質量問題、雨滴下落凝結水汽的問題等;（2）在解決實際問題的過程中需要用到的數學工具種類很多，學生不易掌握，如變質量物體的動力學方程、動力矩定理、機械能守恒定律以及動量定理等;（3）在利用數學工具解題的過程中，不能掌握各個物理量、公式的含義，容易形成解題而解題的死循環。

本題中可以看出對于變質量的動力學問題，由于變質量m是時間t的函數，所以要從變質量動力學方程求解出→r=r（t）或→v=v（t）及物體的受力情況，必須先找出m（t）才能在已知力的情況求解運動或已知運動的情況求解力。這就要求從題設條件列出另外的與m有關的方程，可以是m=m（t）也可以是m與→r或→v的關系，不管是哪種方式最終都可以消去，這就是解決變質量問題的關鍵。若能理清這個物理思路，那么很多困難也就迎刃而解了。

2 學生學習現狀分析

基于以上兩道例題，分析學生在學習中常出現的問題有以下幾點：（1）對于變質量問題研究對象的選取理解不夠，受到高中所學知識的思路限制，學生在慣性思維的影響下容易把質點及質點組的問題理想化，從而不能正確的選擇適合解題的研究對象。（2）習慣不分析物理情景就使用機械能守恒定律。由于變質量問題易牽扯到質點系的內力做功的問題，而在一些特定的物理情境中，簡單的使用機械能守恒定律是難以解釋系統中的能量轉化的，極易引起學生混淆。（3）不能熟練的選擇合適的解題方法。在解決變質量的問題時，我們常常用到動力學方程、動力矩定理、機械能守恒定律等工具，由于學生相關知識不成系統，所以會有解題難、理解難的情況出現。

3 教師在教學過程中需要注意的問題

3.1 教學設計新穎、邏輯思維清楚

教學設計應遵循系統性、程序性的原則，注重各個要素以及環節之間的聯系，在保證教學內容正確科學的情況下跳脫出既有框架，結合學生的實際情況，將舊知識以新的方法展現出來。要以激發學生學習興趣、培養學生的科學探究能力為基準進行教學設計。如可以進行變質量問題與經典質點模型的比較教學，切忌直接照本宣科，強迫學生記憶物理概念以及知識點。

3.2 教學模式適應教學內容

教學注重培養學生創新意識與實踐能力是物理教師的價值導向。以教學內容為基本點，可以采用誘思探究教學、質量效率導向的目標教學模式等。從探究教學模式出發，根據不同地區與課程要求、學生身心發展水平調整適應自身教學實踐的合理的教學模式。

3.3 教學方法多樣化

考慮變質量問題的知識結構，遵從靈活性及啟發性的原則，可以選用討論法、研究法、講授法等教學方法。也可多種教學方法綜合運用，達到1+1>2的效果。再結合豐富的教學媒體以及教學手段，讓原本學生感到困難以及難以理解的變質量問題變得生動有趣。

4 總結及展望

變質量的教學研究作為理論物理知識點的重要組成部分，無論是教師的教還是學生的學都是需要自習推敲與鉆研的關鍵點。希望教師在教學活動中能參悟最適切的教學方法，從而啟發、引導學生真正理解變質量問題。

參考文獻

[1]杜秀國，劉久凱.處理變質量問題常用方法討論[J].吉林師范大學學報：自然科學版，2006，（4）：84-85.

[2]殷春英，王澤山.“變質量問題”教學探索[J].衡水學院學報，2011，（13）：77-78.

作者簡介：馬越（1996-），女，漢族，四川成都人，本科，研究方向：學科物理。